Las calderas generadoras de gas son un tipo de combustible sólido, generalmente dispositivos de agua caliente. La esencia de su trabajo es que el combustible y las sustancias volátiles que contiene se queman por separado. En otras palabras, se produce pirólisis de combustible sólido, por lo que las calderas también se denominan calderas de pirólisis. Este equipo de calentamiento es especialmente efectivo cuando se trabaja con madera, briquetas de madera, taladro y algunas fracciones de carbón.
Use calderas de gas para calentar su hogar
Lee mas: Caldera de pirólisis de larga duración.
Como y con que calentar la caldera.
De cualquier combustible sólido, el monóxido de carbono se libera en cierta cantidad durante la combustión. Especialmente se obtiene una gran cantidad cuando se quema leña.
Por eso es más prudente poner leña en una caldera generadora de gas, diseñada para crear una temperatura agradable en la casa, y no ningún otro combustible.
Para que las instalaciones se calienten bien, la caldera de gas debe usarse correctamente:
- abra la compuerta de aire y encienda un fuego con una astilla;
- establezca el modo de combustión prolongada regular, en el que el fuego en la caldera se mantendrá hasta que la temperatura en el horno suba al nivel deseado;
- cambie la compuerta a un modo que suministre aire en una cantidad limitada.
En las modernas calderas de generación de gas de leña, no es necesario realizar todas las acciones anteriores, ya que su trabajo está completamente automatizado.
El combustible se enciende mediante encendido eléctrico, una unidad automática controla el suministro de oxígeno a la cámara de combustión y la eliminación de los gases resultantes de la combustión de la madera.
Las calderas de gas de leña deben cargarse con un cierto tipo de combustible. Los más adecuados para esto son la haya, el roble y la acacia.
Fotografías y diagramas:
El carbón debe abandonarse por completo, ya que afecta negativamente el rendimiento de los equipos de calefacción.
Es más prudente usar solo combustible de alta calidad para calentar una casa, ya que se produce más calor durante su combustión prolongada.
En cuanto al contenido de humedad de la leña, el equipo de generación de gas no funcionará con combustible crudo puro.
Es decir, la leña se quemará como en una estufa convencional y la caldera no funcionará en modo de generación de gas.
El diseño de la caldera en sí afecta la cantidad de madera con la que se puede introducir el contenido de humedad en el equipo generador de gas.
Si tiene una carga lateral, se permite cargar solo leña con un contenido de humedad de no más del 20%. Estos equipos son muy exigentes con la calidad de la madera.
Las calderas de gas de leña de carga superior queman el combustible gradualmente. Para hacer esto, se coloca en una cámara de combustión vertical.
Cuando la capa inferior de leña se quema, bajarán y se secarán con aire caliente. Las calderas, en las que se carga el combustible desde la parte superior, se transfieren al modo de generación de gas, incluso si el contenido de humedad de la madera es de aproximadamente 45 grados.
Principio de funcionamiento
El esquema de una caldera de generación de gas de leña tiene una cámara de gasificación preliminar en su estructura. También tiene una cámara de combustión, que es necesaria para procesar la leña en calor. El principio de funcionamiento de esta cámara tiene como objetivo mover los gases generados a través de las boquillas. Una caldera casera tiene una duración de al menos 25 horas.
El generador de gas consta de dos cámaras, la primera quema combustible. Debido a la pequeña cantidad de oxígeno, las sustancias se dividen en una parte volátil, formando gas de madera. Luego, se deja que la madera se queme en la segunda cámara.En otras palabras, el principio de funcionamiento del diseño del dispositivo le permite lograr la máxima salida de calor.
El principio de funcionamiento de una caldera de gas se basa en tiro forzado. Especialmente para esto, se instala un extractor de humos o un ventilador en las calderas. Una vez que el combustible alcanza sus temperaturas de combustión más altas, la madera se convierte en una parte sólida y volátil. Las calderas llevan a cabo el proceso de combustión no solo a temperaturas máximas, sino también si no hay suficiente aire en ellas.
El principio de funcionamiento del dispositivo es tal que tan pronto como los gases resultantes se mueven a través de la boquilla, se mezclan con oxígeno secundario y la temperatura de combustión alcanza los 1200 grados. Inmediatamente después de que los gases liberan calor a través del intercambiador de calor, se sacan de la cámara al exterior, moviéndose a través de la chimenea.
Conexión y puesta en marcha de un generador de gas de leña
Al instalar un generador de gas en un automóvil, será más difícil arrancar el automóvil; es mejor hacerlo con gasolina
Es necesario tener en cuenta las peculiaridades de usar un generador de gas de leña al conectarlo a un automóvil. Los expertos no recomiendan abandonar por completo la gasolina, porque arrancar el motor con madera es problemático. Se recomienda arrancar el motor suministrando gasolina y solo entonces cambiar a gas. El cambio a diferentes tipos de combustible se puede organizar utilizando un mezclador hecho de acuerdo con el esquema de I.S. Mezin.
También existen otras restricciones:
- El tamaño de la leña no supera los 6 cm.
- Solo se usa madera seca como combustible, porque se gasta calor adicional en la evaporación del agua y en este caso se forman menos gases de pirólisis.
- Un motor generador de gas de leña pierde el 50% de su potencia en comparación con un motor de gasolina.
- El encendido se realiza con el ventilador encendido, 20 minutos antes de la salida.
Al funcionar con combustible casero, el motor se desgasta más rápido.
Principio de funcionamiento
La caldera del generador de gas utiliza el principio de "pirólisis" en su trabajo. Este equipo tiene dos cámaras de combustión, y el combustible que se introduce pasa por varias etapas de combustión:
- Se seca en una cámara especial.
- En la primera cámara de combustión, el combustible arde lentamente a una temperatura de 200-850 grados Celsius sin oxígeno: pirólisis. En el proceso de pirólisis, se libera una gran cantidad de gas "madera" del combustible, que luego ingresa a la segunda cámara, donde se quema con éxito utilizando un quemador y una gran cantidad de aire soplado.
- En este caso, el circuito de calentamiento de agua y refrigerante (en calderas de doble circuito) está diseñado y montado de manera que tome energía térmica de ambas cámaras de combustión.
La caldera del generador de gas puede funcionar no solo en árboles, sino también en cualquier residuo de madera, así como en briquetas y ecogránulos: pellets.
Las calderas de combustible sólido que generan gas de pirólisis tienen las siguientes ventajas sobre otros tipos de equipos de combustible sólido:
- Alta eficiencia y ausencia casi total de residuos sólidos de combustión.
- Disponibilidad y reposición de combustible.
- Un período de funcionamiento relativamente largo y la posibilidad de almacenar una gran cantidad de combustible: las cámaras de combustión de las calderas de pirólisis tienen una gran capacidad.
Tipos de calderas según el principio de funcionamiento.
Dependiendo del método de combustión del combustible, se distinguen cuatro tipos de calderas:
Caldera clásica de fuego directo
(o antojos naturales). Este es el diseño tradicional y más común. Principales ventajas: dispositivo simple, precio asequible, capacidad de funcionar con cualquier tipo de combustible, independencia energética. Este último factor es muy importante para las áreas rurales con redes eléctricas de baja calidad; por regla general, la caldera no necesita electricidad para funcionar y la termorregulación se lleva a cabo mediante un amortiguador y un accionamiento mecánico. Solo hay un inconveniente fundamental: la combustión incompleta del combustible.Y el resto se deriva de esto: baja eficiencia en comparación con otros tipos, un gran porcentaje de residuos sólidos de productos de combustión, mantenimiento y cuidado intensivos en mano de obra. Basado en esto. este tipo es difícil de clasificar como "las mejores calderas de combustible sólido para calefacción doméstica".
Esquema de combustión directa con suministro de aire inferior y tiro mecánico "en cadena" para el control de la compuerta
Caldera clásica con tiro adicional.
Hay dos opciones para el dispositivo. En el primer caso, se "sopla" aire en el horno, lo que asegura una combustión más completa del combustible. En el segundo, la caldera está equipada con un extractor de humos (un extractor frente a la chimenea), que crea un vacío en la cámara de combustión y aumenta el tiro natural. Las ventajas son las mismas que las de una caldera de combustión directa, excepto por la independencia energética. Pero la "dependencia" de la electricidad se compensa con el aumento de la eficiencia y los índices de potencia más altos con el mismo tamaño del horno y el tipo de combustible.
Caldera con tiro adicional
Caldera de pirólisis (o generación de gas).
Hasta cierto punto, esta es la siguiente etapa en el desarrollo de una caldera con tiro adicional, pero el principio mismo de la combustión de combustible está cambiando. La caldera está funcionalmente dividida en dos cámaras. En el primero, con una falta artificial de aire, la madera arde, generando no solo calor, sino también gases de pirólisis, que ingresan a la segunda cámara, donde se queman por completo en condiciones de suministro de aire adicional. En términos de eficiencia, estas calderas son las más eficientes, pero también "caprichosas". La principal desventaja son los estrictos requisitos para una calidad estable del combustible. Si se trata de leña (y la mayoría de los modelos de calderas de pirólisis están "adaptados" a ellos), entonces el requisito estándar es que el contenido de humedad de la madera no debe ser superior al 20%. De lo contrario, la generación de gases de pirólisis disminuye, convirtiendo la caldera en una descarga convencional con suministro de aire forzado, lo que, dado el alto costo del equipo, no es rentable. Además de la eficiencia, la ventaja es la duración de la combustión de un marcador: hasta 12 horas.
Un ejemplo de la implementación práctica de una caldera de gas.
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Calderas de larga duración.
Aparecieron bastante recientemente (podría decirse a principios de este siglo), pero ya han ganado una parte sólida del mercado. El proceso de combustión del inserto de combustible se realiza desde arriba debido al diseño especial de la caldera. Después de la combustión de la capa superior, el proceso desciende, y la regulación de potencia y el mantenimiento del modo deseado se realiza mediante la automatización que controla la turbina para suministrar aire a la zona de combustión. El combustible se quema casi por completo, con una mínima cantidad de residuos sólidos. En términos de eficiencia, la caldera casi no es inferior a un generador de gas, pero no es tan exigente con el combustible, y el tiempo de combustión de un marcador puede alcanzar las 24 horas y más. Dichos equipos encabezan la clasificación de las calderas de combustible sólido de combustión prolongada. Pero tal placer no es barato.
El tiempo de combustión de una pestaña depende del tipo de combustible
Por separado, hay que decir sobre las calderas con suministro automático de combustible a la cámara de combustión. Según el principio de funcionamiento, estas son calderas tradicionales con tiro natural o forzado, pero gracias a un búnker separado para el combustible, el tiempo de funcionamiento en un "llenado" puede variar de varios días a varias semanas (dependiendo del volumen del búnker y el área de la habitación climatizada).
Atención.
A veces, los vendedores los describen como calderas de combustión prolongada, pero esto no es del todo cierto. Aunque los quemadores de canal y retor proporcionan una combustión superior, el principio de suministro de aire se lleva a cabo de la manera tradicional: soplando desde la parte inferior.
Las calderas de pellets con quemador de bandeja también permiten una combustión "superior" de combustible con una alta eficiencia de transferencia de calor
Las calderas con tolva funcionan con pellets o con carbón, triturado a una cierta fracción (generalmente no mayor de 25 mm). Hay modelos con eliminación automática de cenizas que, en combinación con la automatización para mantener el modo de funcionamiento, hacen que el esquema de calefacción de una casa privada con una caldera de combustible sólido sea tan conveniente de usar como una de gas.
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En el artículo del siguiente enlace, lea sobre una caldera para calentar una casa privada.
Principio de funcionamiento
Y ahora echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona una caldera de gas.
Primero, el combustible se coloca en la cámara de combustión y se enciende. El combustible se enciende, después de lo cual se reduce la cantidad de oxígeno suministrado para que el combustible no se queme, sino que arda sin llama.
El gas de pirólisis se libera del combustible y sube a la parte superior. Allí se recoge el gas y se le suministra oxígeno, calentado a una determinada temperatura. Se produce una reacción de oxidación termoquímica con el gas de pirólisis. El gas presurizado se introduce en un tubo con orificios calibrados y se enciende cuando interactúa con el oxígeno.
Al mismo tiempo, hasta el 90% de las pequeñas partículas contenidas en el gas se queman, lo que significa que los óxidos nocivos (dióxido de carbono) contaminan levemente el medio ambiente. En la salida, la temperatura del gas no supera los 140-160 grados Celsius. Esto significa que la mayor parte del calor se destina a calentar el local y no sale por la tubería a la calle.
En promedio, un horno en un gasificador de combustible sólido es suficiente para 12-13 horas, y las estufas convencionales de combustión directa soportan el proceso de combustión por no más de 4-6 horas. En el fondo hay un sumidero en el que se recogen todos los restos del combustible quemado. Si es necesario, será muy fácil tirar los restos. A continuación puedes ver un muy buen video que muestra todo el ciclo de trabajo.
Resumiendo
Por lo tanto, las calderas generadoras de gas de combustible sólido son muy convenientes y lo más probable es que esta dirección se desarrolle y los proyectos antiguos se conviertan en cosa del pasado. La ventaja principal es la capacidad de regular el calor en la casa y no agregar leña a la estufa a simple vista. Por lo tanto, la casa nunca estará cargada o fría, lo que es especialmente bueno para personas sensibles y niños pequeños. Los nuevos sistemas sustituirán a los antiguos, ya que su uso es más económico, respetuoso con el medio ambiente, la eficiencia aumenta y la potencia es mayor.
Fabricantes de equipos
La elección de dispositivos técnicos complejos está asociada con ciertas dificultades. Por lo tanto, es mejor confiar en la documentación técnica, sin olvidar la reputación del fabricante. En base a estos parámetros, las más competitivas en el mercado nacional son las calderas de pirólisis generadoras de gas de las siguientes marcas:
Buderus- Junkers (Alemania)
- De Dietrich (Francia)
- Lamborghini (Italia)
Su elección no fue accidental, salvo por la excelente calidad de los productos, toda la documentación se elaboró teniendo en cuenta la potencia nominal del equipo.
Por tanto, su estudio permitirá al consumidor recibir información veraz sobre la duración del trabajo en una pestaña y muchas otras características del funcionamiento de la caldera.
Para guiarlo un poco en las capacidades de este equipo, repasaremos brevemente varios modelos. Por ejemplo, considere el aparato de pirólisis generador de gas que funciona con combustible sólido:
- Logano (Buderus)
- CF 120 CSE (De Dietrich)
Las calderas alemanas se presentan en una gama de modelos con potencias de hasta 45 kW para muestras de acero y 36 kW para hierro fundido. Su eficiencia alcanza el 85%.
En este caso, la duración del trabajo en una pestaña es de 2 horas. Están equipados con un sistema de automatización, que incluye un indicador de temperatura del agua, un limitador de seguridad.
Las características distintivas incluyen la longitud de la leña hasta 680 mm y la presencia de intercambiadores de calor de refrigeración incorporados.
Los dispositivos franceses son algo inferiores en potencia, está limitado a 30 kW. En términos de eficiencia, también son inferiores a los modelos alemanes, al tenerlo desde el 50%.Pero la longitud del tronco fue algo superada, con ellos puede llegar a los 800 mm.
Como puede ver en las características enumeradas, cada una de ellas tiene sus propias ventajas y la elección depende solo de sus necesidades.
Cómo elegir calderas de gas de combustión prolongada
Primero debe decidir qué tipo de combustible tiene a su disposición en mayor medida: madera o carbón. Si el carbón es una opción más aceptable, se debe optar por calderas con combustión superior, y si se planea calentar con leña, es más rentable adquirir una caldera con combustión menor, ya que su eficiencia es superior a la de la anterior.
Las calderas de combustión de fondo son las más ecológicas y económicas. Esto se debe a la presencia de dos o tres cámaras de combustión en ellas, que proporcionan una combustión adicional de las partículas de combustible.
Una caldera de hierro fundido es más duradera, ya que el condensado de la combustión del carbón provoca la corrosión del acero. Además, los intercambiadores de calor de acero se queman más rápido. Las calderas de hierro fundido constan de secciones que, en caso de posible despresurización, permiten simplemente reemplazar la parte dañada (mientras que las calderas de acero requieren un reemplazo completo); Además, este hecho asegura la facilidad de transporte en forma desmontada (sin embargo, debe recordarse que las piezas de hierro fundido son frágiles y sensibles a los golpes).
Si necesita una caldera que proporcione calefacción y suministro de agua caliente a la casa, una caldera de combustible sólido de doble circuito es adecuada. El principio de su funcionamiento es el siguiente: el primer circuito (para calentar la habitación) se enciende cuando se activa el sensor de calor; el segundo (para suministro de agua caliente) se activa cuando baja la presión.
Si la casa tiene una caldera que funciona, entonces se puede conectar a una caldera de calefacción. Por un lado, esto supondrá un gran ahorro en la fuente de calor, por otro lado, asegurará un suministro de agua estable.
Para determinar qué potencia de caldera necesita, proceda del cálculo de 1 kW por cada 10 m2. m (con alturas de pared de hasta 3 m). Debe recordarse que la potencia de la caldera en sí varía según el poder calorífico del combustible y su contenido de humedad.
Autoensamblaje
Para instalar de forma independiente una caldera de combustible sólido, debe tener en cuenta varias reglas.
- Es mejor colocar una caldera de este tipo en una habitación separada. Puede ser una habitación dentro de la casa o en el sótano. Para esto, es adecuada una antigua habitación para niños o cualquier otra habitación pequeña (el área requerida es de 8-10 metros cuadrados), si no se asigna una habitación especial para dispositivos de calefacción durante la construcción. En el caso más extremo, simplemente puede dividir una habitación grande por la mitad (es recomendable hacer el ladrillo de partición y no usar paneles de yeso), haciendo una o dos salidas: dentro de la habitación, en la calle o ambas a la vez.
- El piso de la habitación donde se planea la instalación debe estar hecho de materiales resistentes al fuego. Y la caldera en sí debe instalarse directamente sobre una regla de hormigón (aproximadamente 10 cm de espesor).
- Es necesario proporcionar a la habitación ventilación forzada, suministro de energía y suministro de agua, si no están disponibles.
- Si la caldera no está instalada en una sala de calderas especialmente diseñada, se debe comprar e instalar una chimenea con anticipación.
Para comenzar con la instalación, debe preparar las herramientas y el equipo que necesitará para esto: electrodos, soldadura, nivel, llaves, destornilladores, medidor, sierra para metal, tornillos, - así como materiales: cinta de plomería, lámina de metal y sellador.
- Desembale y prepare para el montaje las piezas que vienen con la caldera.
- Coloque una hoja de metal en el suelo a una distancia de al menos 0,5 m de las paredes laterales y 1 metro de la parte delantera y fíjela de forma segura.
- Coloque la caldera de manera uniforme sobre una hoja de metal, verificando la corrección con un nivel.
Después del trabajo preparatorio, la caldera se ensambla directamente:
- Envuelva el regulador de combustión con una vuelta de cinta de plomería, fíjelo con un tornillo, ajuste la temperatura a 30 grados.
- Instale el termostato y diez o sus enchufes.
- Ensamble las válvulas de aire y de seguridad, manómetro en un grupo de seguridad.
- Instale el grifo y conéctelo a las tuberías.
- Conecte un grupo de seguridad frente al dispositivo de bloqueo.
- Conecte la caldera a la chimenea con sellador.
- Empuje la trampilla de tiro y el tapón de limpieza.
- Conecte el agua y compruebe la estanqueidad del sistema.
- Encienda la caldera cerrando la compuerta.
- Solo queda verificar la calidad de la instalación y el funcionamiento de la caldera y realizar el calentamiento piloto.
Con el fin de determinar el costo aproximado de los materiales y equipos necesarios para la instalación, a continuación se muestra su precio aproximado.
- Sellador resistente al calor 100-200 rublos.
- Hoja de metal (3 x 1250 x 250) unos 3000 rublos.
- Cinta de plomería de unos 500 rublos.
- Calderas de combustión prolongada 60.000–120.000 rublos.
- Acero de transición 57-32 30 rublos.
- Curva de acero Du-5016 de 100 rublos.
- Válvula de bola Du-15 de 100 a 1000 rublos.
- Válvula de bola con escobilla de goma Du-50 unos 2.000 rublos.
- Chimenea para una caldera de combustible sólido 20,000-50,000 rublos.
La elección de las calderas de calefacción debe basarse en la disponibilidad de un tipo particular de combustible en la región o su disponibilidad en el hogar. La calefacción con calderas de combustible sólido que utilizan leña ocupa el segundo lugar en costo después de los dispositivos que funcionan con gas, la electricidad y el combustible diesel son más costosos y las unidades que dependen del carbón completan las cinco primeras. Por último, pero no menos importante, esto se debe al hecho de que las calderas de combustible sólido tienen tasas de eficiencia insuficientemente altas (en comparación con las eléctricas, por ejemplo). Sin embargo, los sistemas de combustión de dos niveles pueden ahorrar el consumo de combustible hasta en un 9%.
Los dispositivos de calefacción más respetuosos con el medio ambiente entre los de combustible sólido son las calderas de pirólisis que generan gas, ya que el combustible que utilizan se quema casi por completo, lo que reduce el nivel de contaminación del aire.
El video muestra cómo funcionan las calderas de gas:
